Какова массовая доля гидроксида бария в исходном растворе, если через 500 г раствора пропустили сернистый газ до того

Aleksandra

14

Для решения этой задачи мы должны использовать метод титрования, который основан на реакции между бариевыми ионами и сернистыми ионами. Давайте разобьем задачу на несколько шагов:

Шаг 1: Определение уравнения реакции

Уравнение реакции между гидроксидом бария и сернистым газом выглядит следующим образом:

\[\ce{Ba(OH)2 + SO2 -> BaSO3 + H2O}\]

Шаг 2: Определение стехиометрического соотношения

Из уравнения реакции мы видим, что одна молекула гидроксида бария реагирует с одной молекулой сернистого газа. Это означает, что стехиометрическое соотношение между гидроксидом бария и сернистым газом составляет 1:1.

Шаг 3: Рассчет количество вещества сернистого газа

Чтобы рассчитать количество вещества сернистого газа, используем уравнение состояния идеального газа:

\[PV = nRT\]

где P - давление газа, V - его объем, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура газа.

Начнем с преобразования объема газа из нормальных условий (н.у.) в стандартные условия (с.у.):

\[V_{\text{с.у.}} = V_{\text{н.у.}} \times \frac{P_{\text{с.у.}}}{P_{\text{н.у.}}}\]

Используя известные значения, получаем:

\[V_{\text{с.у.}} = 5.6 \, \text{л} \times \frac{760 \, \text{мм рт. ст.}}{101.3 \, \text{кПа}} \approx 41.86 \, \text{л}\]

Теперь, используя уравнение состояния идеального газа, рассчитаем количество вещества сернистого газа:

\[n = \frac{PV}{RT}\]

\[n = \frac{101.3 \, \text{кПа} \times 41.86 \, \text{л}}{8.314 \, \text{Дж/(моль} \cdot \text{К)} \times 298 \, \text{К}} \approx 165.59 \, \text{моль}\]

Шаг 4: Рассчет массы гидроксида бария

Используем стехиометрическое соотношение из шага 2, чтобы рассчитать количество вещества гидроксида бария, которое реагировало с сернистым газом. Так как стехиометрическое соотношение 1:1, количество вещества гидроксида бария также составляет 165.59 моль.

Чтобы рассчитать массу гидроксида бария, мы используем формулу:

\[m = n \times M\]

где m - масса, n - количество вещества, M - молярная масса.

Молярная масса гидроксида бария (\(\ce{Ba(OH)2}\)) составляет примерно 171.34 г/моль. Таким образом, рассчитываем массу:

\[m = 165.59 \, \text{моль} \times 171.34 \, \text{г/моль} \approx 28,409.19 \, \text{г}\]

Шаг 5: Рассчет массовой доли гидроксида бария

Наконец, для рассчета массовой доли гидроксида бария в исходном растворе, мы используем следующую формулу:

\[\text{массовая доля} = \frac{\text{масса гидроксида бария}}{\text{масса исходного раствора}} \times 100\%\]

Определенная масса исходного раствора составляет 500 г. Рассчитаем массовую долю:

\[\text{массовая доля} = \frac{28,409.19 \, \text{г}}{500 \, \text{г}} \times 100\% \approx 5,681.84\%\]

Таким образом, массовая доля гидроксида бария в исходном растворе составляет приблизительно 5.68184%.